MODELACIÓN DE FLUJO Y TRANSPORTE CONSERVATIVO EN AGUAS SUBTERRÁNEAS CON MODFLOW, MT3D Y PYTHON CON FLOPY: BASE PARA SIMULACIÓN REACTIVA
En el marco del proyecto “Soluciones basadas en la naturaleza a la contaminación del agua subterránea por especies de nitrógeno (CF-2023-G-904)”, financiado por el programa Ciencia de Frontera de la SECIHTI, se desarrolla un simulador de transporte reactivo en aguas subterráneas, entendido como el movimiento de sustancias que, además de desplazarse con el flujo, participan en reacciones químicas o biológicas en el medio. El enfoque metodológico para la parte reactiva se basa en la estrategia Water Mixing Approach del Dr. Jesús Carrera y su grupo, que desacopla el problema en dos etapas: un modelo de transporte conservativo y una componente reactiva (no lineal).
La parte conservativa se resuelve mediante MODFLOW 6 (módulos GWF y GWT) o mediante MODFLOW 6 y MT3D-USGS, este último desarrollado por el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS). En este caso, se emplea un paso intermedio para convertir los archivos de salida de MODFLOW 6 al formato requerido por MT3D-USGS. El módulo reactivo se desarrolla en FORTRAN con programación orientada a objetos y se acoplará posteriormente al modelo conservativo.
FLOPY se utiliza en PYTHON para gestionar la ejecución, el control de datos y el posprocesamiento, mientras que los resultados se comparan con una solución analítica. Los resultados incluyen perfiles de niveles piezométricos, velocidades y evolución espacial y temporal de concentraciones.
En esta presentación se muestra únicamente la modelación de la parte conservativa y el desarrollo de un caso de referencia (benchmark) inicial, que servirá de base para el acoplamiento posterior con el módulo reactivo. El caso de referencia consiste en un dominio unidimensional con transporte conservativo, configurado en estado transitorio. Para cada periodo de esfuerzo de flujo, se ejecuta GWF y posteriormente MT3D-USGS para todos los pasos de tiempo de transporte, empleando su propio ciclo interno.